[发明专利]一种用于活体光声成像的核酸纳米结构载体-贵金属光敏造影剂复合物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种核酸纳米结构载体，其特征在于，所述核酸纳米结构载体具有通过DNA折纸技术构建的二维和/或三维纳米结构，具体是通过脚手架链与辅助折叠的订书钉链进行杂交而自组装形成的核酸纳米结构；其中所述脚手架链为M13噬菌体基因组DNA、基于M13噬菌体基因组DNA进行改造的各种单链环状DNA、Lambda噬菌体基因组DNA、利用点突变技术和位点-延伸非依赖克隆技术从给定质粒大规模生产长度可调的单链环状DNA链、通过PCR得到的M13噬菌体基因组DNA片段、Lambda噬菌体基因组DNA片段或利用体外转录得到的RNA片段中的一种或至少两种的混合物。

2.根据权利要求1所述的核酸纳米结构载体，其特征在于，所述脚手架链与所述订书钉链通过碱基互补配对原则进行杂交；

优选地，所述脚手架为M13噬菌体基因组DNA；

优选地，所述订书钉链为人工合成的寡核苷酸序列；

优选地，使用DNA折纸技术将所述核酸纳米结构载体构建成三角形、长方形、纳米管状、四面体、巴基球形、纳米片状、带状或笼状，优选三角形。

3.根据权利要求1或2所述的核酸纳米结构载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述订书钉链混合溶液加入到所述脚手架链溶液中，所述脚手架链与所述订书钉链的摩尔比为1:2-50，混匀；以90-100℃为起始温度进行降温退火至15-25℃，整个过程持续8-28h，制得所述核酸纳米结构载体。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述脚手架链与所述订书钉链的摩尔比1:5-30，更优选1:10-25，特别优选1:20；

优选地，所述降温退火的起始温度为92-98℃，更优选95℃；

优选地，所述降温退火的终点温度为18-22℃，更优选20℃；

优选地，所述降温退火过程的持续时间为10-26h，更优选12-24h。

5.一种核酸纳米结构载体-贵金属光敏造影剂复合物，其特征在于，所述核酸纳米结构载体-贵金属光敏造影剂复合物包括贵金属光敏造影剂和根据权利要求1或2所述的核酸纳米结构载体；所述贵金属光敏造影剂为表面进行寡核苷酸序列修饰的金纳米棒、金纳米壳、表面包银的金纳米棒、金纳米笼中的一种或至少两种的混合物；所述核酸纳米结构载体与所述贵金属光敏造影剂通过寡核苷酸序列相偶联。

6.根据权利要求5所述的核酸纳米结构载体-贵金属光敏造影剂复合物，其特征在于，所述贵金属光敏造影剂为表面进行巯基化DNA修饰的金纳米棒。

7.根据权利要求5或6所述的核酸纳米结构载体-贵金属光敏造影剂复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备核酸纳米结构载体；

(2)制备贵金属光敏造影剂；

(3)将步骤(1)得到的核酸纳米结构载体与步骤(2)得到的贵金属造影剂按照摩尔比为1:1.5-5混合于溶液中，以梯度循环的方式降温退火；

(4)将步骤(3)得到的溶液进行电泳除去过量的贵金属光敏造影剂，纯化得到核酸纳米结构-贵金属光敏造影剂复合物。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，核酸纳米结构载体的制备方法为根据权利要求3或4的制备方法；

优选地，步骤(2)中所述贵金属光敏造影剂通过以下方法制备：利用晶种诱导生长法制备金纳米棒；使用十六烷基三甲基溴化铵CTAB进行修饰；使用合成的巯基化寡核苷酸序列替代CTAB，由此完成金纳米棒的DNA表面修饰；

优选地，步骤(3)中，所述核酸纳米结构载体与所述贵金属造影剂的摩尔比为1:2；所述降温退火为从温度40-45℃，逐渐降温退火至温度20-25℃，此退火降温过程为一个循环，共30-60个循环，优选30-45个循环，每摄氏度℃为一个梯度，每梯度保持3-5min；

优选地，步骤(4)中，所述电泳的条件为：0.5-1％琼脂糖胶、电泳环境温度4-10℃、电泳缓冲液为0.5-1×TBE缓冲液并含5-11mM Mg²⁺、电泳电压为10-15V/cm、且电泳时间30-50min。